一、氫氣供應:800kt低碳,550 MW電解部署
到目前為止,全球工業面已經安裝了每年約80千噸(kt)的低碳氫氣產能和約550兆瓦的電解水氫氣供應。低碳氫的運營量分布在18個項目中,其中約90%的產能位于北美。從2020年到2021年底,電解槽裝機容量增長了約80%,其中大部分增長(約160兆瓦)在中國。中國目前是世界上最大的電解槽市場,裝機容量約為200MW(其中大部分,包括2021年投產的150MW工廠)。歐洲是第二大市場,安裝了約170MW的電解槽(2021年增加了40MW)。其中約三分之二的需求來自工業終端用途,如合成氨廠或煉油廠,其次是約占總產能10%的流動性市場。
安裝的電解槽中大約75%是堿性技術,其次是質子交換膜(PEM)技術,占其余25%的大部分。大多數PEM電解槽的裝機量在歐洲,而其他地區則有較高份額的堿性電解槽技術。
1.全球海運氫貿易正在緩慢發展。
已經有開始用船運送小規模的清潔氫。在過去的三年中,三個攜帶著清潔氨、液態氫和液態有機氫運輸船(LOHC)的試驗證項目已經起航,將氫從澳大利亞和中東運送到日本。日本政府將氫作為一種清潔能源載體,并正在采取實施性的,例如,開發世界上第一個在日本和澳大利亞之間運輸液氫的國際價值鏈。
其他地區也開始更多地關注氫氣交易。歐洲國家正在考慮從中東、北非和其他地區的幾個潛在出口國進口氫氣,而新加坡則在考慮從澳大利亞進口氫氣。包括澳大利亞、拉丁美洲、北美、北非和中東在內的幾個地區都將自己定位為可再生能源或低碳能源的出口國。
2.氫管道正在推進。
全球安裝了約4500公里的氫氣管道,將灰色氫氣輸送給工業終端用戶,展示了通過管道輸送氫氣的可行性。目前有幾個項目正在探索用管道輸送氫氣。例如,正在考慮從北非或挪威等能源資源豐富地區向歐洲大陸出口氫氣的管道,而英國和加利福尼亞等國正在測試在天然氣管道中混合氫氣。
3.加氫站的部署繼續增加。
從2020年到2021年,燃料電池汽車的銷量增長了約65%,總銷量約為1.7萬輛(高于2020年的1.1萬輛)。商用車約占氫燃料汽車總銷量的10%,其中約四分之三為燃料電池公交車,其余為卡車。然而,這兩個領域的增長速度不同。盡管燃料電池卡車的銷量在一年內增長了7倍,主要是在中國,其次是歐洲,但由于中國銷量下降,巴士銷量下降了30%。
燃料電池乘用車的銷量增長了約80%,2021年全球共銷售約1.5萬輛。大部分銷售額來自韓國(55%)、北美(20%)和日本(15%)。相對增長最快的是北美(近四倍)和日本(超過三倍),這反映了相應的監管制度以及可用的加氫基礎設施。
在特種車輛方面也取得了進展,氫燃料可以在采礦、建筑或鐵路等行業的重型、長期使用的特種機械中也發揮著重要作用。多個項目已經用燃料電池改造了采礦卡車,而OEMs(主機廠)則開發了以氫為動力的履帶式挖掘機。歐洲和亞洲的幾個國家都部署了氫燃料火車。目前全球運營的列車(火車)超過10列,另有超過60列的訂單已到位。
2.工業氫最終用途的活性水平很高,但尚未建成大規模的工廠。
27個可再生能源制氫項目已經達到FID(final investment decision:最終投資決定),其中約20個在歐洲,包括應用在清潔氨、甲醇、鋼鐵和合成燃料的生產。其中,清潔氨處于領先地位,有7個項目已達到FID階段,3個投產項目(高達20MW電解槽)。與此同時,清潔甲醇生產項目正在區域成熟,有7個項目處于FID階段,最大的運營工廠擁有一個10兆瓦的電解槽。另外5個可再生氫燃料項目專注于煉油,四個小規模項目瞄準以氫為基礎的煉鋼,另外四個項目將生產合成燃料。這一勢頭在很大程度上是由私營企業的承諾推動的,即使在監管框架和潛在的政府支持尚未明確之前。例如,兩家大型全球集裝箱船運營商已經下了世界上第一批以甲醇為燃料的遠洋集裝箱船訂單,而汽車公司則承諾采購“綠色鋼鐵”。然而,目前還沒有一個完整的工廠達到FID(final investment decision:最終投資決定)階段。
例如包括在天然氣渦輪機中混合氫氣,以及開發氫氣渦輪機和用于高級熱應用的氫氣,以及在發電廠中用清潔氨代替煤。值得注意的是,日本和韓國已經部署了熱電聯產(CHP)燃料電池系統。可以在氫氣上運行,日本各地安裝了約425,000個這樣的系統。
到2021年底,各公司已在全球安裝了約3.5G W的電解生產能力,并宣布將在2022年再增加3.5GW。歐洲OEMs已經開發了現有產能的一半左右,而中國OEMs已經宣布了2022年最雄心勃勃的目標,并計劃今年新增1.5GW的裝機容量。
目前已安裝的燃料電池生產能力約為11GW,其中約60%由韓國和日本的OEMs開發,其次是中國和美國的OEMs。宣布的近期增長是有限的,2023年總裝機容量的目標是13GW,而且大部分增長將發生在韓國。
企業正積極投資于氫能,既包括開發供應和消耗清潔氫氣的項目,也包括氫能公司本身(如技術和產品提供商)。
1.企業正在投資于成熟的氫能項目。
利益相關者正在為尚未達到FID的項目投資約40億美元進行可行性或FEED研究。這些投資中約有40%集中在亞太地區,其次是歐洲(約35%)。從歷史上看,公司已經在此類研究上投資了約20億美元,以開發已經達到FID或已經部署的項目 - 這些項目意味著估計承諾投資220億美元。
2.金融投資者也紛紛效仿
小結:
整體來看,在整個氫能發展大勢過程中,可能也會和化石能源一樣,有地域問題,有進出口貿易問題,也會有角色分工不同的問題。每個國家可以根據自己的資源、市場需求和規模在氫能價值鏈上扮演好自己的角色。也意味著各個國家和地區會有自己的發展特色。國外的一些發展路徑和方式我們可以借鑒和參考,但不一定要照搬。適合我們國情的,才是我們正確的發展路徑!我們能看到最積極的一面是,世界各地都在行動,過程可能會磕磕絆絆,但最終一定會基于各地的社會利益形成完整的全球氫能價值鏈!